专利名称：驱动单元及其制造方法、透镜模块和图像拾取单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用预定致动装置的驱动单元、制造驱动单元的方法，和包括这样的驱动单元的透镜模块和图像拾取单元。
背景技术：
最近，移动电子设备，诸如移动电话、个人电脑(PC)和PDA (个人数字助理)已经显著地获得高功能，且移动电子设备通常通过提供透镜模块而设有图像拾取功能。这样的移动电子设备通过使得透镜模块中的透镜沿其光轴移动来执行诸如聚焦和变焦的操作。一直以来，通常使用例如音圈电机、步进电机等作为驱动部分来执行透镜模块中的透镜的移动。另一方面，最近，利用预定致动装置作为驱动部的那些透镜在减小尺寸方面已经有了进展。这样的致动装置的实例包括聚合物致动装置(见专利文献I和2)，压电装置和双金属装置。在这些装置中，聚合物致动装置可以是例如其中离子交换树脂膜夹持在一对电极之间装置。在这样的聚合物致动装置中，在一对电极之间产生电位差，由此，离子交换树脂膜在垂直于膜平面的方向上位移。[引文列表][专利文献][专利文献I]日本未审查专利申请公开第2006-293006号[专利文献2]日本未审查专利申请公开第2006-172635号
发明内容
通常，使用如上所述的致动装置的驱动单元是悬臂致动器，其通过固定其第一端部(固定部)而位移其第二端部(可移动部)来对驱动目标进行驱动。近年来，就这样的悬臂制动器的设计自由度而言，期望尽可能减小悬臂的宽度(在垂直于从制动器装置第一端向第二端延伸的方向的方向上的长度)。然而，由于必须通过悬臂来支撑驱动目标，所以必须确保一定宽度来使得致动装置具有足够的强度(机械强度)来支撑驱动目标。因此，在减小悬臂的宽度方向上的尺寸上存在限制。因此，期望提出能够在保持驱动特性的同时减小尺寸的驱动单元。鉴于前述问题做出了本发明，且本发明的目的在于提供一种能够在保持驱动特性的同时减小尺寸的驱动单元、制造驱动单元的方法、透镜模块和图像拾取单元。根据本发明的实施方式的驱动单元包括:固定构件；致动装置，具有由固定构件直接或间接固定的第一端部；和加强构件，设置在致动装置的一部分或全部上。根据本发明的实施方式的透镜模块包括:透镜；和驱动透镜的根据本发明实施方式的上述驱动单元。根据本发明的实施方式的图像拾取单元包括:透镜；图像拾取装置，获取从通过透镜成像而获得的图像拾取信号；以及根据本发明实施方式的上述驱动单元，驱动透镜。一种制造根据本发明的实施方式的驱动单元的方法包括:形成致动装置；在致动装置的一部分或全部上形成加强构件；以及由固定构件直接或间接固定致动装置的第一端部。在根据本发明的实施方式的驱动单元、制造驱动单元的方法、透镜模块和图像拾取单元中，加强构件设置在致动装置的一部分或全部上。因此，即使当致动装置的宽度(在垂直于从致动装置的第一端向第二端延伸的方向的方向上的长度)变窄时，也可保证致动装置的机械强度。根据本发明的实施方式的驱动单元、制造驱动单元的方法、透镜模块和图像拾取单元，加强构件设置在致动装置的一部分或全部上。因此，在将致动装置的宽度设置为窄的同时可确保致动装置的机械强度。因此，在保持驱动特性的同时可减少尺寸。
图1是示出根据本发明的实施方式的驱动单元的概略配置的示意性平面图。图2是示出图1中所示的驱动单元的侧面配置的示意图。图3是示出图1中所示的致动装置(聚合物致动装置)的详细配置的截面图。图4是用于说明有关图3中所示的聚合物致动装置的基本操作的示意性截面图。图5是示出根据比较实例I的驱动单元的概略配置和操作的示意图。图6是示出根据比较实例2的驱动单元的概略配置和操作的示意图。图7是示出根据变形I和2的驱动单元的概略配置的示意性平面图。图8是示出根据变形3的用作致动装置的压电装置的概略配置和操作的示意图。图9是示出根据变形4的用作致动装置的双金属装置的概略配置和操作的示意图。图10是示出根据实施方式和变形的任一个的驱动单元的应用实例I的包括图像拾取单元的电子设备的配置实例的透视图。图11是从不同方向示出图10中所示的电子设备的透视图。图12是示出图11中所示的图像拾取单元的主要部分配置的透视图。图13是示出图12中所示的透镜模块的分解透视图。图14是示出图12中所示的透镜模块的侧面配置和平面配置的示意图。图15是图13中示出的致动装置(聚合物致动装置)、固定构件和固定电极的一部分的详细配置的截面图。图12是示出图12中所示的透镜模块的操作的侧面示意图。图17示出根据变形3的透镜模块的侧面配置和平面配置的示意图。图18是示出根据应用实例2的透镜模块的侧面配置和平面配置的示意图。图19以处理顺序示出制造图18中示出的透镜模块中的驱动单元的方法的透视图。图20是每个都示出图19中示出的处理之后的处理的透视图、平面图和侧面图。
具体实施例方式将在下面参照附图详细描述在本发明的实施方式。将以以下顺序来给出说明。1.实施方式(使用聚合物致动装置作为致动装置的实例)
2.变形变形I和2 (其中加强层具有宽的宽度部和窄的宽度部的实例)变形3 (使用压电装置作为致动装置的实例)变形4 (使用双金属装置作为致动装置的实例)3.应用实例I和2 (其中驱动单元被应用于透镜模块和图像拾取单元的实例)[实施方式][驱动单元I的一般配置]图1以平面图(XY平面图，俯视图)示意性地示出根据本发明的驱动单元(驱动单元I)的概略配置。此外，图2的部分(A)示意性地示出驱动单元I的侧面配置(ZX侧面配置)。图2的部分(B)示出图2的部分(A)的放大部分(由符号Pl指定的区域的附近)。驱动单元I是(在这个实例中沿Z轴)驱动驱动目标9的悬臂致动器。驱动单元I包括支撑构件11、固定构件12、致动装置13、加强层18 (加强构件)和供电部19。支撑构件11为整体支撑驱动单元I的基座构件(基座)。在本实例中，支撑构件11被布置为在XY平面上延伸。支撑构件11可例如由诸如液晶聚合物的硬树脂材料形成。固定构件12是固定致动装置13的第一端部(固定部)，并在Z轴方向上位于支撑构件11上的构件。固定构件12也可例如由诸如液晶聚合物的硬树脂材料形成。致动装置13是沿Z轴驱动驱动目标9的装置。在本实例中，致动装置13由板状(薄板状)聚合物致动装置构成。在致动装置13中，从第一端(更接近固定构件12)到第二端部(更接近驱动目标9，更接近可移动部)的长度为LI。此外，在本实例中，关于致动装置13的宽度，更接近固定构件12的部分的宽度Wll大于更接近驱动目标9的部分的宽度W12(W1DW12)。换言之，致动装置13具有更接近固定构件12的宽的宽度部，并具有更接近驱动目标9的窄的宽度部。应注意:随后将对由聚合物致动装置(图3)构成的致动装置13的详细配置给出说明。加强层18是通过设置在致动装置13的一部分或全部上来加强致动装置13的强度(机械强度)的构件。在本实例中，加强层18被设置在致动装置13的正面和背面(一对主表面)上。然而，加强层18可设置在致动装置13的正面和背面之一上。优选的是，上述加强层18可以被设置在例如致动装置13的上述窄的宽度部(具有宽度W12的部分)的部分或全部上。这样做的一个原因在于，致动装置13的窄的宽度部对如后面将要描述的装置的位移(变形)的贡献相对较小。在本实例中，加强层18不仅设置在致动装置13的窄的宽度部上，而且也设置在上述宽的宽度部(具有宽度Wll的部分)的部分或全部上。具体而言，加强层18从致动装置13窄的宽度部至宽的宽度部被连续地(整体)设置。上述加强层18可由例如诸如聚酰亚胺(PI)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的树脂材料形成。供电部19将驱动电压Vd供应至致动装置13，从而驱动(变形)致动装置13。前述供电部19可包括，例如，使用诸如半导体装置的组件的电路。应注意:随后将对驱动致动装置13 (聚合物致动装置)(图4)的供电部19的具体操作中给出说明。[致动装置13的详细配置]接下来，将参照图3对由聚合物致动装置构成的致动装置13的详细配置给出描述。图3示出致动装置13的截面配置(Z-X截面配置)。致动装置13具有其中一对电极膜52A和52B形成于离子导电性聚合物化合物膜51 (在下文中，简称为“聚合物化合物膜51”)的两个面上的截面结构。换言之，致动装置13包括一对电极膜52A和52B和插入电极膜52A和52B之间的聚合物化合物膜51。应注意:致动装置13和电极膜52A和52B的周围可覆盖由具有高弹性的材料(诸如聚氨酯)形成的绝缘保护膜。聚合物化合物膜51响应于电极膜52A和52B之间的预定电位差的产生而弯曲。聚合物化合物膜51浸有离子物质。“离子物质”在本文中是指可在聚合物化合物膜51内移动的一般离子。具体而言，“离子物质”在本文中是指包括极性溶剂以及例如，氢离子，金属离子的单质或其阳离子和/或阴离子的物质，并指包括其本身为诸如咪唑盐的液体的阳离子和/或阴离子的物质。前者的实例包括其中极性溶剂被溶剂化在阳离子和/或阴离子中的物质。后者的实例包括离子液体。构成聚合物化合物膜51的材料的实例包括离子交换树脂，其包括例如，作为其骨架的氟树脂或烃系。作为离子交换树脂，当聚合物化合物膜51浸有阳离子物质时，阳离子交换树脂是优选的，且当聚合物化合物膜51浸有阴离子物质时，阴离子交换树脂是优选的。阴离子交换树脂的实例包括诸如磺酸基(sufonic acid group)和羧基的酸基被引入其中的树脂，具体为，包括酸基的聚乙烯、包括酸基的聚苯乙烯，和包括酸基的氟树脂。具体地，包括磺酸基或羧基的氟树脂优选作为阳离子交换树脂，例如全氟磺酸(Nafion)(可从 E.1.du Pont de Nemoursand Company 公司购得)。浸溃聚合物化合物膜51的阳离子物质可以是任何类型，例如，可以是有机的或无机的。也可以使用各种材料，例如，金属离子的单质，包括金属离子和水的物质，包括有机阳离子和水、离子液体等的物质。金属离子的实例包括轻金属离子，诸如钠离子(Na+)、钾离子(K+)、锂离子(Li+)和镁离子(Mg2+)。此外，有机阳离子的实例包括烷基铵离子。前述阳离子作为水合物存在于聚合物化合物膜51中。因此，优选的是阳离子物质作为一个整体被密封，当聚合物化合物膜51浸有包括阳离子和水的阳离子物质时以抑制致动装置13中的水的挥发。离子液体可以是所谓的室温熔融盐，并包括具有低燃烧性和低挥发性的阳离子和阴离子。离子液体的实例包括咪唑环系化合物(imidazolium-ring-based compound)、卩比唳环系化合物(pirydinium-ring-based compound)和脂肪族化合物(aliphatic compound)。特别地，由于离子液体具有低挥发性，所以阳离子物质优选是离子液体，因此，致动装置13甚至在高温环境或在真空中也能顺利地操作。彼此面对而使得聚合物化合物膜51介于其间的电极膜52A和52B的每个都包括一种或多种导电材料。电极膜52A和52B每个都优选地由通过离子导电聚合物结合在一起的导电材料粉末形成，这可以增加电极膜52A和52B的柔韧性。导电材料粉末优选为碳粉。其中一个原因在于，由于碳粉具有高的导电性和大的比表面积，所以可获得更大量的变形。科琴(Ketjen)黑优选作为碳粉。类似于构成上述聚合物化合物膜51的那些材料的材料优选作为离子导电聚合物。例如，电极膜52A和52B可以如下形成。即，其中导电材料粉末和离子导电聚合物被分散在分散介质中的涂料被涂敷至聚合物化合物膜51的两面，并被干燥。因此，包括导电材料粉末和离子导电聚合物的膜状组件可被卷曲到聚合物化合物膜51的两个面上。
电极膜52A和52B中的每个都可具有多层结构。在这种情况下，优选的是电极膜52A和52B中的每个都具有这样的结构，其中，包括由离子导电聚合物结合在一起的导电材料粉末的层和金属层从聚合物化合物膜51依次层叠。这允许电位在电极膜52A和52B的面内方向上更接近均匀值，从而获得更优良的变形性能。构成金属层的材料的实例包括诸如黄金和钼金的贵金属。金属层可具有任意厚度。然而，金属膜优选为连续膜，以便电位在电极膜52A和52B中是均匀的。形成金属膜的方法的实例包括化学电镀、沉积和溅射。可根据诸如驱动目标9的尺寸和重量以及聚合物化合物膜51中必要的位移量(变形量)来适当设置聚合物化合物膜51的尺寸(宽度和长度)。可根据驱动目标9的必要位移量(沿Z轴方向的移动量)来设置聚合物化合物膜51的位移量。[制造驱动单元I的方法]例如，本实施方式的驱动单元I可如下制造。即，首先，形成致动装置13。具体而言，在本实例中，形成由具有上述结构的聚合物致动装置构成的致动装置13。接下来，例如，使用粘接剂等，通过将由前述材料构成的加强层18附接于其上而在致动装置13的一部分或全部上形成加强层18。随后，致动装置13的第一端部通过位于支撑构件11上的固定构件12固定。此外，还附接构成电压供应部19的预定电路(诸如半导体芯片)。因此，完成图1和2中所示的驱动单元I。[驱动单元I的功能和效果]接下来，将给出本实施方式的驱动单元I的功能和效果的描述。[1.致动装置13的操作]首先，将参照图4给出由聚合物致动装置构成的致动装置13的操作。图4以截面图示意性地示出致动装置13的操作。首先，将描述使用包括阳离子和极性溶剂的物质作为阳离子物质的情况。在这种情况下，没有电压施加的致动装置13不弯曲，并具有平面形状，原因是阳离子物质几乎均匀地分散在聚合物化合物膜51中(图4中的部分(A))。在本文中，当在图4的部分(B)中供电部19施加电压(开始施加驱动电压Vd)，致动装置13的行为如下。SP，例如，当预定驱动电压Vd施加在电极膜52A和52B之间，从而使得电极膜52A具有负电位而电极膜52B具有正电位时，阳离子朝向电极膜52A移动而由极性溶剂溶解。此时，阴离子聚合物化合物膜51内几乎不移动。因此，聚合物化合物膜51的电极膜52A侧膨胀，而其电极膜52B侧收缩。因此，致动器13整体朝向电极膜52B弯曲，如图4的部分(B)中所示。此后，当电极膜52A和52B之间的电位差被消除，以成为无电压施加状态(停止施加驱动电压Vd),已朝向聚合物化合物膜51中的电极膜52A倾斜的阳离子物质(阳离子和极性溶剂)扩散，并返回图4的部分(A)中所示的状态。此外，当预定驱动电压Vd在图4的部分(A)所示的无电压施加状态下被施加在电极膜52A和52B之间，从而使得电极膜52A具有正电位，而电极膜52B具有负电位时，阳离子朝向电极膜52B移动而由极性溶剂溶解。在这种情况下，聚合物化合物膜51的电极膜52A侧收缩，而其薄膜52B侧溶胀。因此，致动装置13整体朝向电极膜52A弯曲。随后，将描述使用包括液体阳离子的离子液体作为阳离子物质的情况。同样在这种情况下，没有电压施加的致动装置13具有图4的部分(A)所示的平面形状，原因是离子液体几乎均匀地分散在聚合物化合物薄膜51中。在本文中，当供电部19施加电压(开始驱动电压Vd的施加)时，致动装置13的行为如下。即，例如，当预定驱动电压Vd施加在电极膜52A和52B之间，从而使得电极膜52A具有负电位而电极膜52B具有正电位时，离子液体中的阳离子朝向电极膜52A移动。然而，阴离子在作为阳离子交换膜的聚合物化合物膜51内是不可移动的。因此，聚合物化合物膜51的电极膜52A侧膨胀，而其电极膜52B侧收缩。因此，致动器13整体朝向电极膜52B弯曲，如图4的部分(B)所示。此后，当电极膜52A和52B之间的电位差被消除，以成为无电压施加状态(停止施加驱动电压Vd),已朝向聚合物化合物膜51中的电极膜52A倾斜的阳离子扩散，并返回图4的部分(A)所示的状态。此外，当预定驱动电压Vd在图4的部分(A)所示的无电压施加状态下被施加在电极膜52A和52B之间，从而使得电极膜52A具有正电位而电极膜52B具有负电位时，离子液体中的阳离子朝向电极膜52B移动。在这种情况下，聚合物化合物膜51的电极膜52A侧收缩，而其薄膜52B侧溶胀。因此，致动装置13整体朝向电极膜52A弯曲。[2.驱动单元I的操作]在驱动单元I中，驱动目标9根据致动装置13的上述变形(弯曲)而被驱动。因此，驱动目标9沿图2的部分(A)中的箭头所示的Z轴变得可移动。在本文中，将与比较实例相比来详细描述驱动单元I的特征部分的功能和效果。图5示意性地示出根据比较实例I的驱动单元(驱动单元101)的概略配置和操作。部分(A)示出其平面配置(X-Y平面配置、顶面配置)而部分(B)示出其侧面配置(Z-X侧面配置)。此夕卜，图6示意性地示出根据比较实例2的驱动单元(驱动单元201)的概略配置和操作。部分(A)示出其平面配置(X-Y平面配置、顶面配置)而部分(B)示出其侧面配置(Z-X侧面配置)。[比较实例I]首先，图5中示出的比较实例I的驱动单元101不包括加强层18，这不同于本实施方式I的驱动单元。此外，在驱动单元101中，致动装置103从更接近驱动目标9的部分至更接近固定构件12的部分具有均匀的(相同的)的宽度W101。换言之，致动装置103的宽度WlOl整体大于本实施方式的致动装置13的宽度(特别是窄的宽度部的宽度W12)
(W101>W12)o在这样的悬臂致动器中，考虑到设计的自由度(结构上的尺寸减小)，优选的是例如，允许悬臂的宽度为尽可能小。然而，在比较实例I的驱动单元101中，由于致动装置103的宽度WlOl大(宽)，所以难以整体来减小驱动单元101的结构的尺寸(以提高设计自由度)。[比较实例2]另一方面，在图6所示的比较实例2的驱动单元202中，致动装置13如本实施方式的驱动单元中那样，包括更接近固定构件12的宽的宽度部(具有宽度W11)，并包括更接近驱动目标9的窄的宽度部(具有宽度W12)。因此，与比较实例I的上述驱动单元101相t匕，允许整体减小驱动单元201的结构的尺寸(以提高设计自由度)。然而，比较实例2的驱动单元201不包括加强层18，这不同于本实例I的驱动单元。因此，由于悬臂的小的宽度(宽度W12)，所以难以确保致动装置13的强度(机械强度)。因此，例如可能存在致动装置13不能充分驱动(在Z轴的正方向(向上方向)上位移，在本实例中)驱动目标9的情况，如图6的部分(B)所示。换言之，必须提供具有足够的强度(机械强度)的制动器装置13以通过确保一定的宽度(因为其是必须的)来支撑驱动目标9。如上所述，在上述比较实例I和2的驱动单元101和201中，难以减小尺寸(提高设计自由度)的同时保持(优良的)驱动特性。另一方面，在本实施方式的驱动单元I中，加强层18设置在致动装置13的一部分或全部上，如图1和图2中所示。因此，甚至在致动装置13的宽度(特别是窄的宽度部的宽度Wl2)变窄时，也确保了致动装置13的机械强度。此外，关于在本实施方式的驱动单元I中设置加强层18的位置，可以如下。S卩，首先，在致动装置13中，固定部(参见由图2的部分(A)中的符号Pll所示的区域)在变形时具有比可移动部(参见由图2的部分(A)中的符号P12所示的区域)大的曲率。此外，考虑到由于梁的长度而引起的位移扩大效应，固定部对于在致动装置13的前端(驱动目标9的附近)的位移比可移动部贡献的更多。因此，固定部对于致动装置13的位移(变形)贡献较大，对位移贡献相对少的部分(诸如P12附近)对驱动目标9的位移量的影响小，即使该部分由加强层18限制。另一方面，当充分确保悬臂致动器的刚性(可弯曲刚性)时，致动装置13的可生成力根据固定部的增加宽度(本实例中的宽的宽度部的宽度Wl I)(基本上与其成正t匕)增加。从上述可以说，优选的是，例如在悬臂的中间部分(P12附近)或前端上设置加强层18，并允许致动装置13的固定部(宽的宽度部分)的宽度Wll足够大。原因之一在于，这允许设置除了固定部之外的部分(窄的宽度部)的宽度W12为极其小，而同时充分确保了致动装置13的机械强度。如上所述，在本实施方式中，加强层18设置在致动装置13的一部分或全部上。因此，可确保致动装置13的机械强度，同时可将其宽度(特别是窄的宽度部的宽度W12)设置为窄。因此，可实现尺寸减少，同时保持驱动特性，并提高设计自由度。此外，聚合物致动装置被特别用作致动装置13。因此，可与使用其它方案的致动装置(诸如后面描述的压电装置和双金属装置)的情况相比，可获得下面的优点。即，驱动电压Vd被抑制为低，因此，可降低电功率消耗。此外，可实现低成本制造。[变形]随后，将描述上述实施方式的变形(变形I至4)。应注意的是:与实施方式中的那些相同的组件由相同的标号指定，且将适当地省略其描述。[变形I 和 2]图1的部分(A)以平面图(X-Y平面图，俯视图)示意性地示出根据变形I的驱动单元(驱动单元1A)的概略配置。此外，图7的部分(B)以平面图(X-Y平面图，俯视图)示意性地示出根据变形2的驱动单元(驱动单元2A)的概略配置。图7的部分(A)中所示的变形I的驱动单元IA分别包括加强层13A和18A而不是在上述实施方式的驱动单元I中的致动装置13和加强层18。驱动单元IA的其它结构类似于上述实施方式的驱动单元I的那些结构。致动装置13A包括更接近固定构件12的宽的宽度部(具有宽度Wll)和更接近驱动目标9的窄的宽度部(具有宽度W12)，如上述实施方式的致动装置13。此外，加强层18A具有宽度与致动装置13A的窄的宽度部和宽的宽度部一致的形状。换言之，加强层18A也具有更接近固定构件12的宽的宽度部18A1并包括更接近驱动目标9的窄的宽度部18A2。应注意:在这个实例中，宽的宽度部18A1的平面形状为矩形。另一方面，图7的部分(B)所示的变形2的驱动单元IB分别包括致动装置13B和加强层18B而不是在上述实施方式的驱动单元I中的致动装置13和加强层18。驱动单元IB的其它结构类似于上述实施方式的驱动单元I的那些结构。致动装置13B包括更接近固定构件12的宽的宽度部(具有宽度Wll)和更接近驱动目标9的窄的宽度部(具有宽度W12)，如致动装置13。此外，加强层18B具有宽度与致动装置13B的窄的宽度部和宽的宽度部一致的形状。换言之，加强层18B也具有更接近固定构件12的宽的宽度部18B1并包括更接近驱动目标9的窄的宽度部18B2。应注意:在这个实例中，宽的宽度部18B1的平面形状为三角形(三角形状，其宽度从更接近固定构件12的部分朝向更接近驱动目标9的部分逐渐变窄)。如上所述，在变形I和2中，加强层18A和18B每个都具有宽度与其在致动装置13A和13B中的窄的宽度部和宽的宽度部一致的形状。因此，即使当驱动目标是9特别重时，也可以很容易地确保致动装置13A和13B的机械强度。[变形3]图8以透视图示意性地示出根据变形3的应用于驱动单元的致动装置(致动装置13C)的概略配置和操作。本变形的驱动单元包括由压电装置构成的致动装置13C (这将在下面描述)，而不是由聚合物致动装置构成的致动装置13 (上面实施方式中描述的)。压电装置包括在X-Y平面上延伸的导电板61、布置在导电板61的两个面上的一对压电体62A和62B,和固定导电板61和压电体62A和62B的第一端部的一对固定构件63A和 63B。导电板61例如可由诸如磷青铜的材料形成。压电体62A和62B的每个都可由例如诸如锆酸铅钛酸(PZT)的压电材料形成。应注意:沿其厚度方向(Z轴方向)对压电体62A和62B的每个执行预定的极化处理，且压电体62A和62B具有在该方向上被定向的偏振方向。当预定驱动电压Vd被施加至压电体62A和62B的每个时，由具有上述配置的压电装置构成的致动装置13C的操作如下。即，压电体(在本实例中为压电体62A)沿X轴方向延伸，另一方面，另一压电体(在本实例中为压电体62B)沿X轴方向缩小。结果，致动装置13C整体沿其厚度方向(Z轴方向)弯曲(曲折)，并在Z轴方向上生成变形量d。应注意:当驱动电压Vd的极性反转时，可以得到与此对应的相反方向上的变形量d。因此，通过施加驱动电压Vd而使压电装置作为致动装置。因此，在使用前述双金属装置作为制动装置13C的本变形的驱动单元中，根据类似于上述实施方式的那些功能的功能获得了类似于上述实施方式的那些功能的效果。[变形4]图9根据变形4的以侧面图(Z-X侧面图)示意性地示出应用于驱动单元的致动装置(致动装置13D)的概略配置和操作。部分(A)示出操作之前的状态,而部分(B)示出操作之后的状态。本变形的驱动单元包括由在下面描述的双金属装置的构成的致动装置13D，而不是由上述实施方式中描述的聚合物致动装置构成的致动装置13。双金属装置包括在XY平面上延伸的一对金属板(具有不同热膨胀率的高膨胀金属板72A和低膨胀金属板72B)和固定金属板的第一端部的一对固定件73A和73B。高膨胀金属板72A和低膨胀金属板72B彼此附接，以形成叠层结构。高膨胀金属板72A和低膨胀金属板72B的每个可由例如其中诸如锰(Mn)、铬(Cr)和铜(Cu)的金属被添加到铁(Fe)和镍(Ni)的合金中的材料形成。通过区别添加到合金中的前述金属量来区别高膨胀金属板72A和低膨胀金属板72B的热膨胀率。与图9的部分(A)所示的平坦状态(之前操作状态)相比，当将由具有上述配置的双金属装置构成的致动装置13D置入的高温状态下时，高膨胀金属板72A比低膨胀金属板72B膨胀更多。结果，致动装置13D整体沿其厚度方向(Z轴方向)弯曲(曲折)，并在Z轴方向上生成变形量d。因此，通过使用诸如加热器(未示出)的加热部件改变高膨胀金属板72A和低膨胀金属板72B的温度，双金属装置用作制动装置。因此，在使用前述双金属装置作为制动装置13D的本变形的驱动单元中，根据类似于上述实施方式的那些功能的功能获得了类似于上述实施方式的那些功能的效果。[应用实例]随后，将给出根据前述实施方式和变形I至4的驱动单元的应用实例(对透镜模块和图像拾取单元的应用实例:应用实例I和2)的描述。[应用实例I][移动电话8的配置]图10和图11每个都以透视图示出根据上述实施方式等的驱动单元的应用实例I的作为具有图像拾取单元的电子设备的实例的图像拾取功能的移动电话(移动电话8)的概略配置。在移动电话8中，两个壳体81A和81B以可折叠的方式通过未示出的铰链结构彼此连接。如图10所示，多个不同操作键82设置在壳体81A的一侧上的表面上，麦克风83设置在壳体81A的底端。操作键82通过用户接收预定操作，并用于输入信息。麦克风83在电话呼叫等期间用于输入用户声音。如10图所示，使用液晶显示面板等的显示部分84设置在壳体81B的一侧上的表面上，且扬声器85设置在壳体81B的顶端。显示部分84可显示，例如，各种信息，诸如无线电波接收状态、电池的剩余量、打电话的那个人的电话号码、存储在电话簿(对方的电话号码、姓名等冲的内容，以及打出和所接的电话列表。扬声器85在打电话等期间输出打电话
的人的声首等。如图11所示，防护玻璃罩86设置在壳体81A的另一侧上的表面上，而图像拾取单元2设置在对应于防护玻璃罩86位置的位置处的壳体81A中。图像拾取单元2包括根据设置在更接近对象(防护玻璃罩86)的本应用实例的透镜模块4，并包括设置在更接近图像(在壳体81A的内部)的区域中的图像拾取装置3。图像拾取装置3是获取由通过透镜模块4中的透镜(后面描述的透镜40)成像产生的图像拾取信号的装置。图像拾取装置3由设有例如电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)等的图像传感器构成。[图像拾取单元2的配置]图12以透视图示出图像拾取单元2的主要部分配置。图13以分解透视图示出图像拾取单元2中的透镜模块4的配置。此外，图14通过部分(A)中的(Z-X侧面图)和部分(B)中的(X-Y平面图)示意性地示出透镜模块4的概略配置。透镜模块4从图像(图像拾取装置3)向对象(沿Z轴的正方向)沿光轴Zl依次包括支撑构件11、加强层181、致动装置131、透镜保持构件14和透镜40、加强层182和致动装置132。应注意:在图12中省略了透镜40的图示。透镜模块4还包括固定构件12、耦接构件151A、151B、152A和152B、固定电极130A和130B、稳定构件16和孔器件17A和17B。应注意:除了透镜40之外的透镜模块4的前述构件对应于本发明的“透镜驱动单元”的具体实例。支撑构件11为整体支撑透镜模块4的基座材料(基座)。在本实例中，固定构件12是固定致动装置131和132的每个的第一端的构件。固定构件12包括三个构件，S卩，下部固定构件12D、中心(中间)固定构件12C和上部固定构件12U，这三个构件从图像(图12和图13中的底部部分)朝向对象(图12和图13中的上部部分)布置。致动装置131的第一端和固定电极130A和130B的第一端插入在下部固定构件12D和中心固定构件12C之间。另一方面，致动装置132的第一端和固定电极130A和130B的第二端插入在中心固定构件12C和上部固定电极12U之间。此外，允许透镜保持构件14的部分(后面描述的保持部14B的一部分)被部分地插入的开口 12C0形成在上述的中心固定构件12C中。这允许透镜保持构件14的部分在开口 12C0内移动。因此，空间被有效地利用，且可减少透镜模块4的尺寸。固定电极130A和130B为向致动装置131和132中的电极膜(前述电极膜52A和52B)提供从前述供电部19接收的驱动电压Vd的电极。固定电极130A和130B可由，例如，金(Au)、镀金的金属等形成，并具有U状形状。因此，固定电极130A和130B的每个均夹置中心固定构件12C的顶部和底部(沿Z轴方向的两侧面)，并被允许以少量配线向一对致动装置131和132提供并联的相同电压。此外，当固定电极130A和130B由镀金的金属材料构成时，可防止由于诸如表面氧化的因素引起的接触电阻的劣化。透镜保持构件14是保持透镜40的构件。透镜保持构件14可由例如诸如液晶聚合物的硬树脂材料形成。透镜保持构件14被设置为使得其中心处于光轴Zl上。透镜保持构件14包括保持透镜40的圆形保持部14B，并包括连接部14A，其支撑保持部14B并将保持部14B连接至后述的耦接构件151A、151B、152A和152B。此外，保持部14B被布置在一对致动装置131和132的后述的驱动面之间。致动装置131和132的每个都具有垂直于透镜40的光轴Zl的驱动面(X_Y平面上的驱动面)致动装置131和132被布置为使得驱动面沿光轴Zl彼此面对。致动装置131和132的每个都通过后述的耦接构件151A、151B、152A和152B沿光轴Zl驱动透镜保持构件14 (和透镜40)。此外，在本实例中，致动装置131和132的每个都由前述聚合物致动装置构成。在如图14的部分(B)所示的本实例中，致动装置131和132包括更接近固定构件12的宽的宽度部(具有宽度W21)和在可移动部(更接近耦接构件151A、151B、152A和152B)中的窄的宽度部分(具有宽度W22)。在本文中，如在图15中的截面图(Z-X截面图)所示，在致动装置131中，电极膜52A电连接至其下部固定构件12D上的固定电极130B，且电极膜52B电连接至其中心固定构件12C侧上的固定电极130A。另一方面，在致动装置132中，电极膜52A电连接至其中心固定构件12C侧上的固定电极130A，且电极膜52B电连接至其上部固定构件12U侧上的固定电极130B。应注意:虽然图15中未示出，但是从更接近下部固定构件12D的固定电极130B到更接近上部固定构件2U的固定电极130B的构件和电极中的每个以一定压力通过图13中所示的稳定构件16 (板簧)来夹置和固定。因此，甚至当较大力施加于其上时致动装置131和132也不会被破坏，且甚至当致动装置131和132变形时也会允许稳定的电连接。在本实例中，加强层181和182每个都对应于上述实施方式中描述的加强层18，并被选择地设置在平板状致动装置131和132的一个面(背面)上。然而，上述加强层181和182可设置在致动装置131和132的两面(正面和背面)上。耦接构件151A、151B、152A和152B每个都为耦接(连接)连接部14A的端部和各个致动装置131和132的第二端的构件。具体而言，耦接构件151A和151B的每个都耦接连接部14A的下端和致动装置131的第二端。耦接构件152A和152B每个都耦接连接部分14A的上端和致动装置132的第二端。耦接构件151A、151B、152A和152B的每个都可由诸如聚酰亚胺膜的柔性膜形成，并优选由其刚性几乎等于或小于(优选地，等于或小于)各个致动装置131和132的刚性的柔性材料形成。因此，提供了耦接构件151A、151B、152A和152B在相对于致动装置131和132的弯曲方向的方向上的弯曲自由度。因此，由致动装置131和132和耦接构件151A、151B、152A和152B构成的悬臂的截面形状具有S状曲线。结果，允许连接部14A沿Z轴方向平行移动，且保持部14B (和透镜40)在Z轴方向被驱动，同时相对于支撑构件11保持平行状态。应注意:例如，弹簧常数可用作上述刚性(弯曲刚性)。 在本文中，优选的是满足以下表达式(1)，其中，SI是致动装置131和132的刚性(弯曲刚性)，且S2是加强层181和182的刚性(弯曲刚性)。这允许致动装置131和132的宽度被设置为较小，且透镜模块4的尺寸被设置为较小。此外，更优选的是，除了满足表达式(I)之外，还满足以下表达式(2)和(3)，其中，S3是耦接构件151A、151B、152A和152B的刚性(弯曲刚性)。这允许致动装置131和132的宽度被进一步设置为较小，且透镜模块4的尺寸被进一步设置为较小。S2>S1 …(I)S2>S3…(2)SI 彡 S3…(3)[透镜模块4的功能和效果]图16以透视图示出透镜模块4的操作。部分(A)示出操作之前的状态，而部分(B)示出操作之后的状态。在透镜模块4中，如图16的部分(A)和(B)(图中的箭头)所示，一对致动装置131和132驱动透镜保持部件14，因此，允许透镜40沿其光轴Zl移动。因此，在透镜模块4中，通过使用致动装置131和132的驱动单元(透镜驱动单元)使透镜40沿其光轴Zl被驱动。在本文中，同样在本应由实例中，以类似于上述实施方式的方式使加强层181和182设置在致动装置131和132的一部分或全部上。因此，即使当致动装置131和132的宽度(特别是，窄的宽度部分的宽度W22)如图14部分(B)所示变窄时，也可确保致动装置131和132的机械强度。因此，致动装置131和132的面积减小，因此，具有较大直径的光学装置(在本实例中，为具有较大直径Rl的透镜40)被允许设置在透镜模块4中。另一方面，在根据图17的部分(A)和(B)中示出的比较实例3的透镜模块(透镜模块304)中，并没有设置如本应用实例中的加强层。因此，致动装置302的面积很大。具体而言，更接近固定构件12的宽的宽度部(具有宽度W301)和可移动部分(更接近耦接构件151A、151B、152A和152B)中的窄的宽度部(具有宽度W302)大于致动装置131和132的宽度W21和W22。因此，光学装置的直径(在本实例中为透镜340的直径R301)在根据比较实例3中的透镜模块304中比根据本应用实例的透镜模块4中更小(RDR301)。换言之，在比较实例3中，难以在透镜模块304中提供具有大直径的光学装置。[应用实例2][透镜模块4A的配置]图18以部分(A)中的侧面图(Z-X侧面图)和部分(B)中的平面图(X-Y平面图)示意性地示出根据应用实例2的透镜模块4A的概略配置。本应用实例的透镜模块4A包括加强层181A、181B、182A和182B，而不是上述应用实施方式I的透镜模块4中的加强层181和182。此外，在透镜模块4A中，耦接构件151A、151B、152A和152B在X轴方向上的长度被设置为比致动装置131和132的臂的长度(X轴方向上的长度)长，不同于上述应用实例I中的情况。在该实例中，加强层181A、181B、182A和182B对应于在上述实施方式中描述的加强层18并被设置在平板状致动装置131和132的两个表面(正面和背面)上。[制造透镜模块4A中的透镜驱动模块的方法]本应用实例的透镜模块4A中的那些中的透镜驱动单元(致动装置131和132，耦接构件151A、151B、152A和152B，和加强层181A、181B、182A和182B)可以制造如下。图19和图20以透视图、平面图(X-Y平面图)和侧面图(Z-X侧面图)示出透镜驱动单元部分的处理的实例。首先，如图19的部分(A)所示，以预定空间布置构成致动装置131和132的致动装置130和构成耦接构件151A、151B、152A和152B的低刚性层150 (例如，由表现出刚性S3的前述材料形成的层)。随后，如图19的部分(B)所示，例如使用粘接剂等将构成加强层181A和182A的高刚性层180A (例如，由表现出刚性S2的前述材料形成的层)附接在致动装置130和低刚性层150的一个表面(正面)上。随后，如图19的部分(C)所示，以类似的方式使用粘接剂等将构成加强层181B和182B的高刚性层180B(例如，由表现出刚性S2的前述材料形成的层)附接在致动装置130和低刚性层150的另一个表面(正面)上。因此，构成加强层的高刚性层180A和180B形成于致动装置130上。此后，通过使用例如冲压、激光束等的处理将图20的部分(A)中的由虚线所示的区域机械地切割。换言之，致动装置130、低刚性层150，高刚性层180A和180B被以预定形状切割。因此，在图18中所示的透镜模块4A中的透镜驱动装置完成位如图20的部分(B)所示。同样在具有上述配置的本应用实例的透镜模块4A中，根据类似于上述应用实例I的那些功能的功能获得了类似于上述应用实例I的那些功能的效果。换言之，致动装置131和132的面积减小，因此，具有大直径的光学装置(具有大直径Rl的透镜40)被允许设置在透镜模块4A中。[其它变形]已经参照实施方式、变形和应用实例作为实例在上文中描述了本发明。然而，本发明不限于上述实施方式等，且可进行各种变形。例如，在一些情况下，可不设置在上述实施方式等中描述的连接部14A和耦接构件151A、151B、152A和152B。此外，已经在上述实施方式等中给出了其中致动装置的第一端部被固定构件直接固定的情况的描述；然而，这不是限制性的。换言之，致动装置的第一端部可由固定构件间接(通过诸如固定电极的组件)固定。此外，已在上述实施方式等中主要给出了其中设置了一对致动装置的情况的描述。然而，致动装置不一定是一对，也可设置一个或三个或更多个致动装置。此外，每个致动装置的形状并不限于上述实施方式等中描述的那些。各致动装置的叠层结构的也不限于上述实施方式等中描述的那些，并且可以适当地改变。此外，例如，在透镜模块(驱动单元)中的每个构件的形状、材料等并不限于上述实施方式等中描述的那些。例如，加强构件的形状并不限于在上述实施方式等中描述的形状(诸如层状结构(加强层))，并且可为其它形状。此外，沿其光轴驱动透镜的透镜驱动单元已在上述实施方式等中被描述为本发明的驱动单元的实例。然而，并不限于这种情况，例如，透镜驱动单元可沿垂直于其光轴的方向驱动透镜。此外，本发明的驱动单元适用于除了那些上述透镜驱动单元以外的那些，诸如驱动光圈等的驱动单元(参见日本未审专利申请公开第2008-25938号I等)。此外，本发明的驱动单元、透镜模块和图像拾取单元适用于除了上述实施方式等中描述的移动电话之外的各种电子设备。
权利要求
1.一种驱动单元，包括: 固定构件； 致动装置，具有由所述固定构件直接或间接固定的第一端部；以及 加强构件，设置在所述致动装置的一部分或全部上。
2.根据权利要求1所述的驱动单元，其中， 所述致动装置包括在所述第一端部中的宽的宽度部并包括在第二端部中的窄的宽度部；以及 所述加强构件设置在所述窄的宽度部的部分或全部上。
3.根据权利要求2所述的驱动单元，其中，所述加强构件还设置在所述宽的宽度部的部分或全部上。
4.根据权利要求3所述的驱动单元，其中，所述加强构件从所述窄的宽度部至所述宽的宽度部连续地设置。
5.根据权利要求4所述的驱动单元，其中，所述加强构件具有宽度与所述致动装置的所述宽的宽度部和所述窄的宽度部一致的形状。
6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的驱动单元，其中，所述驱动单元是驱动透镜的透镜驱动单元。
7.根据权利要求6所述的驱动单元，还包括: 透镜保持构件，保持所述透镜；以及 耦接构件，耦接多个所述致动装置中的每个的所述第二端部和所述透镜保持部件的端部，其中， 每个都具有垂直于所述透镜的光轴的驱动面的所述多个致动装置被布置为允许所述驱动面沿所述透镜的所述光轴彼此面对，以及 所述多个制动装置中的每个的所述第一端部由所述固定构件固定。
8.根据权利要求7所述的驱动单元，其中，满足S2>S1，其中，SI是所述致动装置的刚度，且S2是所述加强构件的刚度。
9.根据权利要求8所述的驱动单元，其中，进一步满足S2>S3和SI> S3，其中，S3是所述耦接构件的刚度。
10.根据权利要求7所述的驱动单元，其中， 所述透镜保持构件包括: 保持部，保持所述透镜，以及 连接部，支承所述保持部并将所述保持部连接至所述耦接构件，以及 所述保持部被布置在所述致动装置的所述驱动面之间。
11.根据权利要求10所述的驱动单元，其中，允许所述保持部部分地插入的开口形成于所述固定构件中。
12.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的驱动单元，其中，满足S2>S1，其中，SI是所述致动装置的刚度且S2是加强构件的刚度。
13.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的驱动单元，其中 所述致动装置具有 平板状的形状，所述平板状的形状具有彼此面对的一对主表面，以及加强层被设置为在所述一对主表面中的一者或两者上的加强构件。
14.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的驱动单元，其中，所述致动装置是聚合物致动装置。
15.根据权利要求14所述的驱动单元，其中， 所述聚合物致动装置包括 一对电极膜，以及 插入所述一对电极膜之间的聚合物膜。
16.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的驱动单元，其中，所述致动装置是压电装置和双金属装置中的一种。
17.—种透镜模块,包括: 透镜；以及 驱动单元，驱动所述透镜，其中， 所述驱动单元包括: 固定构件， 致动装置，具有由所述固定构件直接或间接固定的第一端部，以及， 加强构件，设置在所述致动装置的一部分或全部上。
18.一种图像拾取单元，包括: 透镜； 图像拾取装置，获取通过所述透镜成像而获得的图像拾取信号；以及 驱动单元，驱动所述透镜，其中， 所述驱动单元包括: 固定构件， 致动装置，具有由所述固定构件直接或间接固定的第一端部，以及 加强构件，设置在所述致动装置的一部分或全部上。
19.一种制造驱动单元的方法，所述方法包括: 形成致动装置； 在所述致动装置的一部分或全部上形成加强构件；以及 由所述固定构件直接或间接固定所述致动装置的第一端部。
20.根据权利要求19所述的方法，其中， 所述形成所述 加强构件包括: 在所述致动装置上形成加强层，以及 将所述致动装置和所述加强层的每个切割成预定形状。
全文摘要
提供了一种能够在保持驱动特性的同时减小尺寸的驱动单元及其制造方法、透镜模块和图像拾取单元。驱动单元(1)包括固定构件(12)；致动装置(13)，具有由所述固定构件(12)直接或间接固定的第一端部；和加强构件(加强层18)，设置在所述致动装置(13)的一部分或全部上。即使当所述致动装置(13)的宽度(例如，宽度W12)变窄时，也能够通过上述加强构件(18)来确保所述致动装置(13)的机械强度。
文档编号H02N11/00GK103190072SQ201180053219
公开日2013年7月3日 申请日期2011年11月2日 优先权日2010年11月12日
发明者石田武久, 永井信之, 加藤祐作 申请人:索尼公司